Қурделі құбырдың гидравликалық есебі

1 Жалпы әдістемелік нұсқаулар

1. 
   Курстық жұмыстың мақсаты және көлемі
   

Гидромеханика және газ механикасыныың негізгі есептерінің, міндеттерінің бірі газ және сұйықтық машиналар мен аспаптардың (аппараттардың): ұшақтар және ракеталардың реактивті қозғалтқыштары, электр станцияларының газ, бу және су турбиналары, ортадан тепкіш және осьтік компрессорлар, іштен жану поршеньдік қозғалтқыштарының кіргізбелі және шығармалы жүйелері, жылу алмасқыш аспатар және т.б. ағын каналдарында сұйық пен газдың ағысында туатын гидравликалық кедергілерді есептеу болады. УЖҚ (ДВС), турбиналар, компрессорлар немесе жылуалмасқыш аспаптар саласында жұмыс істейтін инженер-жылу энергетик қондырғының ағын бөлімін сұйық пен газды жылжытуға, ауыстыруға энергия шығындары аз кететіндей құрастыруды істей білуі керек.

Осы курстық жұмыстың максаты тармақтарында орналастырылған жылу алмастық аспаптары бар күрделі құбырдың есебінің мысалы бойынша гидравликалық кедергілерді есептеу әдістемесін меңгеру. Гидромеханика және газ динамикасы курсының теориялық ережелерін оқу негізінде студент теорияны инженерлік есепке қолдануға дағдыландырылады. Курстық жұмысты орындау процесінде алынған гидравликалық кедергілерді есептеу тәжірибелік әдеттері келешекте жылу пайдаланатын қондырғыларды курстық жобалауда қолданылады.

Осы курстық жұмысты орындаудан бұрын «Сұйық және газ механикасы» курсының бағдарламасы бойынша әдебиетті оқу керек. Мынандай тақырыптарды меңгеру керек: гидравликалық кедергілер, құбырлардың гидравликалық есебі.

Күрделі құбырды гидравликалық есептеудің нәтижесі құбырдың кейбір тармақтарындағы шығындарды, құбырдың жеке участкелеріндегі жоғалтуларды, сұйық пен газды тасымалдауға қажет сорғыш немесе вентилятордың қуатын анықтау, құбырдың тармақтары үшін толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру (жасау) болады.

Курстық жұмыстың көлеміне кіретіндер:

а) өлшемі 210х287мм, көлемі 15-20 бет жазатың қағаздың стандартты форматында орындалған есептік-түсіндірме хат;

б) А3 форматты бетте құбырдың үшінші үшін толық және статикалық қысымның сызықтарымен бірге орындалған күрделі құбырдың схемасы (жылуалмасқыш аспаптардың схемасымен бірге).

2. 
   Есептік - түсіндірме хатты дайындауға қойылатын жалпы талаптар
   

Есептік - түсіндірме хаттың мазмұны:

1 Титулдық бет

2 Курстық жобалау жұмысына тапсырма

3 Реміздердің, шартты белгілеулер мен қыскартулардың тізімі және олардың мағынасын түсіндіру

4 Кіріспе

5 Есептің әдістемесі

6 Есептердің шығарылуы

7 Қорытындылар

8 Қолданылған әдебиеттер тізімі

9 Мазмұны

Есепті – түсіндірмелі хаттың текстісі қысқаша және ықшамды болуы қажет. Есептерді орындағанда формуланы әріпті түрде жазу кажет, содан кейін сандық мағыналарды ауыстырып және есептелетін физикалық шаманың бірлігін белгілеп бірден жауапты сандық мағына түрде жазу керек. Ешқандай аралық есептеулерді жасамау керек. Егер формулаға кірген символдар шартты белгілеулер мен символдар тізімінде түсіндірілмесе, онда оларды түсіндіруді есептеулерден кейін жасау керек.

Есептерде пайдаланылатын анықтамалық шамалардың қандай қайнарлардан (әдибиетердің) алынғаны туралы сілтемелер қажет. Сілтемеде қайнар және анықтамалық материал орналастырылған бет көрсетіледі.

Мысал - Бірнеше жыл пайдаланылғаннан кейін тігіссіз болат құбырлар үшін эквивалентті біркелкі түйіршікті абсолюттік бұдырмақтылықтың мағынасын қабылдаймыз: ∆ =0,2 мм ([1], 4-1 кесте, 32-бет). Квадрат жақшадағы цифр пайдаланылған әдебиет тізіміндегі қайнардың рет номірін көрсетеді.

Пайдаланылған әдебиеттің тізімі хаттың алғында жеке бетте беріледі. Беттің жоғарғы жағында «Әдебиет» деген ат жасалынады, ал әрі қарай хаттың текстісінде сілтемелердің корсетілу тәртібі бойынша қолданылған барлық әдебиет аталынып шығады.

Библиографияны толтырғанда келесі тізбектілікті ұстану керек: авторлардың фамилиясы және инициалдары, кітаптың аты, шығарылған жері, (мысалы, -М.:), баспаның аты (мысалы, Ғылым), шығарылған жылы, кітаптағы беттердің жалпы саны (мысалы, 239 б.).

Мысалы:

1 Киселев П.Г. и др. Справочник по гидравлическим расчетам.-М.:Энергия, 1974 - 350 с.: ил.

3. 
   Курстық жұмысқа тапсырма
   

Құбырдың параллельді тармақтарындағы G₁, G₂, G₃ массалық шығындарды және сорғының қуатын анықтау керек, егер сұйықтың жиынтық массалық шығыны G_о берілген болса және құбырдың элементтерінің құралымдық сипаттары белгілі болса. Газдың сығылғыштығын ескеру керек емес. Сұйық (газ) сорғымен тұрақты температурада және p бастапқы қысыммен беріледі. Орташа гидравликалық ылдиды анықтау және құбырдың үшінші тармағы үшін толық және статикалық кысымдарының сызықтарын құру керек. Сорғыдан тармақталуға дейінгі желідегі және тармақталудың өзіндегі шығындарды ескеру керек емес.

Есеп үшін керек деректерді Г.1 және 10 кестелерден алу керек. Тапсырманың нұсқаусы топтың тізіміндегі студенттің нөмірі бойынша таңдалады.

Өзіңнің тапсырмаңа сәйкес құбырдың орталық тармағына жылытқыштың жеңілдетілген схема қосып, жылу тасымалдағыштардың қозғалысының бағытын көрсетіп, күрделі құбырдың (12 сүрет) есепті схемасың келтіру керек.

2 Есептеу әдістемесі

2.1 Кедергі коэффициенттерін есептеу
Сұйықтың (газдың) қозғалысы құбырдың (каналдың) кіруі мен шығуында қысымның өзгерісі ықпалымен болады. Қысымның осы өзгерісінің бір бөлігі қозғалыстағы затты айдау және көтеруге кетеді, ал басқа бөлігі - әр түрлі гидравликалық кедергілерді жеңуге кетеді. Гидравликалық қысымды жеңуге жұмсалатын қысым өзгерісінің бөлімі жоғалған қысым немесе қысымның шығындары ∆р_пот (Па) деп аталады.

Геометриялық жағдайларға және процестің мәніне қарай ұзындығы бойынша гидравликалық кедергілер және жергілікті кедергілер болып ажыратылады, айырылады.

2.1.1 Гидравликалық үйкеліс коэффициентін есептеу
Ұзындығы бойынша кедергілер құбырдың бүкіл ұзындығы бойынша «гидравликалық үйкеліс» түрінде бірдей бөлінген. Орташа жылдамдықтың мәні және жылдамдықтардың бөлінуі құбырдың ұзындығы бойынша өзгермей қалса, онда қысымның таза күйдегі үйкеліске шығындары тұрақты қималы тура құбырларда сұйықтың біркелкі қозғалысында орын алады.

Қысымның үйкеліске шығындары Дарси–Вейсбах формуласы арқылы анықталады

, (1)
мұнда λ – гидравликалық үйкеліс коэффициенті;

l- құбырдың ұзындығы, м;

ρ- тығыздығы , кг/м³ ;

w- қима бойынша орташа жылдамдық, м/с;

d_э- каналдың эквиваленттік диаметрі, м.

Эквиваленттік диаметр деп тірі қима А-ның төрт еселенген ауданының суланған периметр П-ге қатынасын айтады, яғни
.
Тірі қима деп қаналдың сұйықпен толтырылған көлденең қимасының бөлігін айтады. Суланған периметр деп каналдың қабырғаларымен сұйықтың түйісетін тірі қима периметрінің бөлігін айтады.

Сүйықпен толтырылған дөңгелек құбырлар үшін эквивалентті диаметр геометриялық димаетрге тең болады

.
a және b қабырғалары бар тік бұрышты қималы каналдар үшін эквивалентті диаметр мына формула бойынша анықталады
. (2)

Сыртқы диаметрі D және ішкі диаметрі d болатын сақиналы қима каналдардың эквивалентті диаметрі мына формула бойынша анықталады

. (3)
a мен b қабырғалары бар тік бұрышты қималы және бойлық тасқынмен жуылатын ішінде орналасқан құбырлар шоғы бар дөңгелек қималы D каналдардың эквиваленттік диаметрлері сәйкес мына формула бойынша анықталады
(4)
, (5)
мұнда n - қаналдағы құбырлар саны;

d_н - құбырлардың сыртқы диаметрі.

Гидравликалық үйкеліс коэффициенті λ жалпы жағдайда Рейнольдс санына (Re) және салыстырмалы кедір-бұдыр /d-ге байланысты болады, яғни
,
мұнда ∆ - эквиваленттік абсолюттіқ кедір-бұдыр.

Эквивалентті кедір-бұдыр деп біркелкі өлшемдегі ұнтақтардан құрылған кедір-бұдырың шақтарының есептегенде берілген кедір-бұдырмен бірдей λ шамасын беретін биіктігін түсімеді. № 1 (4.1 кесте [1]) кестеде әртүрлі материалдар үшін және құбырлар жағдайына сәйкес эквиваленттік кедір-бұдырдың мағыналары берілген.

Ламинарлы режимде сұйық қабырғаға жабысады және сұйықтың сұйыққа үйкелісі туады, нәтижесінде үйкеліс коэффициенті λ құбырдың ішкі бетінің жағдайына тәуелді болмайды және Пуазейль формуласымен анықталады
,

мұнда Re= - Рейнольдс саны;

- кинематикалық тұтқырлық, м²/с (кейбір сұйықтар мен газдарға үшін -ның мағыналары Б қосымшада келтірілген).

Осы жағдайда қысым шығындары жылдамдықтың бірінші дәрежесіне пропорциялық болады .

жүктеу/скачать 2.87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: